5 BAB 2 Tinjauan Pustaka
2.1.
Definisi Gempa Secara Umum Gempa bumi adalah getaran yang terjadi dan dirasakan di permukaan bumi
yang dikarenakan bergesernya lapisan lempeng tektonik pada dasar bumi akibat dari pelepasan energi secara tiba-tiba sehingga menghasilkan gelombang-gelombang seismik.
Gambar 2.1 Mekanisme gempa (Sumber : geography-network.blogspot.com/2009/08/gempa-bumi.html)
2.1.1. Klasifikasi Gempa Gempa yang terjadi beragam-ragam tergantung dari klasifikasinya, berikut adalah klasifikasi gempa (sumber : Wikipedia). Berdasarkan kedalaman pusat gempa atau hiposentrum : • Gempa bumi dalam Gempa bumi dalam adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada lebih dari 300 km di bawah permukaan bumi (di dalam kerak bumi). Gempa bumi dalam pada umumnya tidak terlalu berbahaya. • Gempa bumi menengah Gempa bumi menengah adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada antara 60 km sampai 300 km di bawah permukaan bumi.gempa bumi menengah pada umumnya menimbulkan kerusakan ringan dan getarannya lebih terasa.
6 • Gempa bumi dangkal Gempa bumi dangkal adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada kurang dari 60 km dari permukaan bumi. Gempa bumi ini biasanya menimbulkan kerusakan yang besar. Berdasarkan jarak gelombang atau getaran gempa : • Gelombang primer Gelombang primer (gelombang lungitudinal) adalah gelombang atau getaran yang merambat di tubuh bumi dengan kecepatan antara 7-14 km/detik. Getaran ini berasal dari hiposentrum. • Gelombang sekunder Gelombang sekunder (gelombang transversal) adalah gelombang atau getaran yang merambat, seperti gelombang primer dengan kecepatan yang sudah berkurang, yakni 4-7 km/detik. Gelombang sekunder tidak dapat merambat melalui lapisan cair. Berdasarkan penyebab terjadinya : • Gempa tektonik Gempa Bumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng-lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempa bumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di Bumi, getaran gempa Bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian Bumi. Gempa bumi tektonik disebabkan oleh pelepasan tenaga yang terjadi karena pergeseran lempengan plat tektonik seperti layaknya gelang karet ditarik dan dilepaskan dengan tiba-tiba. • Gempa tumbukan Gempa Bumi ini diakibatkan oleh tumbukan meteor atau asteroid yang jatuh ke Bumi, jenis gempa Bumi ini jarang terjadi • Gempa reruntuhan Gempa Bumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan, gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal. • Gempa buatan Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia, seperti peledakan dinamit, nuklir atau palu yang dipukulkan ke permukaan bumi.
7 • Gempa vulkanik Gempa Bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi. Gempa bumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut.
2.1.2. Pengukuran Gempa Ketika terjadi suatu gempa, sangat penting dilakukan pengukuran gempa karena pengukuran gempa berfungsi untuk menggambarkan seberapa besar pengaruh gempa yang terjadi terhadap lingkungan manusia, selain itu dengan pengukuran gempa dapat dijadikan parameter sebagai historical gempa dalam merancang suatu bangunan yang tahan terhadap gempa. Alat untuk mengukur gempa dengan cara menggunakan sensor untuk mendeteksi getaran pada permukaan bumi dikenal dengan nama seismograf. Dalam mengukur gelombang seismik yang muncul akibat gempa, seismograf menggunakan klasifikasi yang berbeda yaitu besaran gempa dan intensitas gempa. Dalam hal ini, skala yang digunakan juga berbeda, besaran gempa menggunakan Skala Richter (SR) dan intensitas gempa menggunakan Skala Mercalli (SM).
Tabel 2.1 Ukuran Skala Richter Ukuran 1,0 – 3,0 3,0 - 3,9
Keterangan Tidak diberi label oleh manusia. Dirasakan oleh masyarakat di sekitar pusat gempa. Lampu gantung mulai goyang. Terasa sekali getarannya. Jendela bergetar,
4,0 - 4,9
permukaan air beriak-riak, daun pintu terbukatutup sendiri. Sangat sulit untuk berdiri tegak. Porselin dan
5,0 - 5,9
kaca pecah, dinding yang lemah runtuh, dan permukaan air di daratan terbentuk gelombang air.
6,0 - 6,9
Batu runtuh bersama-sama, runtuhnya bangunan bertingkat tinggi, rubuhnya bangunan lemah,
8 retakkan di dalam tanah. Tanah longsor, jembatan roboh, bendungan 7,0 - 7,9
rusak dan hancur. Beberapa bangunan tetap, keretakan besar di tanah, rel kereta api rusak. Terjadi kerusakan total di daerah gempa. Dapat
8,0 - …
menyebabkan
kerusakan
serius
di
beberapa daerah dalam radius seratus kilometer dari wilayah gempa. (sumber : Wikipedia)
Tabel 2.2 Ukuran Skala Mercalli Ukuran I II III
Keterangan Direkam hanya oleh seismograf. Getaran hanya dirasakan oleh masyarakat di sekitar pusat gempa. Getaran dirasakan oleh beberapa orang. Getaran akan dirasakan oleh banyak orang.
IV
Porselin dan barang pecah belah berkerincing dan pintu berderak. Binatang
V
merasa
kesulitan
dan
ketakutan.
Bangunan mulai bergoyang. Banyak orang akan bangun dari tidurnya.
VI VII VIII IX
X XI
Benda-benda mulai berjatuhan dari rak. Banyak orang cemas, keretakan pada dinding dan jalan. Pergeseran barang-barang dirumah. Kepanikan meluas, tanah longsor, banyak atap dan dinding yang roboh. Banyak bangunan rusak, lebar keretakan di dalam tanah mencapai hingga 1 meter. Keretakan dalam tanah makin melebar, banyak tanah longsor dan batu yang jatuh.
9 XII
Hampir
sebagian
besar
bangunan
hancur,
permukaan tanah perubahan menjadi radikal. (sumber : Wikipedia)
Gempa yang terjadi, baik dari klasifikasi manapun dapat mengganggu aktivitas manusia. Dalam dunia teknik sipil, salah satu akibat dari gempa tersebut adalah munculnya fenomena yang dikenal dengan nama liquefaction yaitu perubahan perilaku tanah dari fase yang lebih padat ke fase cair, sehingga tanah kehilangan daya dukungnya sehingga hal ini yang perlu diwaspadai para engineer dalam mendesain suatu struktur. Gempa biasa terjadi hanya dalam waktu sangat singkat dan berpotensi berulang, hal tersebut tidak dapat dicegah namun akibat yang ditimbulkan dapat dikurangi. Seismograf yang digunakan sangat sensitif
untuk mendeteksi gelombang
seismik yang di akibatkan oleh gempa bumi, dalam proses terjadinya gempa gelombang-gelombang seismik ini tergambar menjadi garis gelombang pada seismogram, lalu para seismologist yaitu ahli pengukur gempa mengukur garis-garis tersebut lalu menghitung besaran gempa. Pada dasarnya seismograf hanya mendeteksi gerakan horizontal namun seiring perkembangan jaman, seismograf yang sekarang telah dapat juga mendeteksi gerakan vertikal dan lateral. Dalam seismograf terdapat 2 gerakan mekanik dan elektromagnetik seismographer, keduanya dapat mendeteksi gerakan vertikal dan horizontal dengan baik tergantung dari pendular yang digunakan apakah vertikal atau horizontal. Seismograf modern telah menggunakan sistem elektromagnetik seismographer untuk dapat memindahkan volalitas dari sistem kawat tarik ke arah daerah magnetis, peristiwa yang memiliki kemungkinan muncul itu menimbulkan getaran-getaran yang kemudian akan segera di deteksi melalui suatu alat yang disebut sebagai spejlgalvanometer seismograf.
10 2.2.
Klasifikasi Wilayah Gempa dan Jenis Tanah Dalam mendesain struktur tahan gempa dan analisa respon spektra yang
dihasilkan akibat gaya gempa, diperlukan klasifikasi wilayah gempa. Pembagian wilayah-wilayah gempa ini di dasarkan oleh kekuatan sumber gempa dan percepatan puncak batuan dasar, lalu getaran gempa yang merambat melalui batuan dasar akan di amplifikasi hingga permukaan tanah sehingga getaran tersebut dapat di rasakan dan besar amplifikasi yang terjadi tergantung dari jenis tanah pada lokasi yang akan ditinjau.
2.2.1. Wilayah Gempa di Indonesia Berdasarkan kekuatan sumber gempa dan percepatan puncak batuan dasar, Indonesia dibagi menjadi 6 wilayah gempa (SNI 2002) yaitu wilayah gempa 1 hingga wilayah gempa 6, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah yang paling rendah tingkat kegempaannya dan wilayah gempa 6 adalah wilayah yang paling tinggi tingkat kegempaannya, gempa dikategorikan sebagai gempa ringan bila termasuk wilayah gempa 1 dan 2, gempa sedang untuk wilayah gempa 3 dan 4, dan gempa berat untuk wilayah gempa 5 dan 6.
2.2.2. Penentuan Jenis Tanah Dalam menentukan jenis tanah lokasi yang di analisa untuk desain respon spektra, perlu dilakukan investigasi tanah sehingga mendapatkan data bor log berupa nilai N-SPT lokasi tanah yang ditinjau, ataupun melakukan seismic downhole test untuk mendapatkan nilai kuat gelombang geser. Dari kedua hasil tersebut dapat digunakan untuk mengklasifikasikan jenis tanah atau biasanya dikenal dengan nama site classification. Setiap daerah memiliki situs atau jenis tanah yang berbeda-beda, untuk itu sangat penting untuk mengklasifikasikan situs kedalam beberapa kelas situs:
Tabel 2.3 Klasifikasi Situs Kelas Situs SA (batuan keras)
(m / detik)
atau
ch
Śu (kPa)
>1500
N/A
N/A
SB (batuan)
750 sampai 1500
N/A
N/A
SC (tanah keras,
350 sampai 750
> 50
≥ 100
11 sangat padat dan batuan lunak) SD (tanah sedang)
175 sampai 350
15 sampai 50
50 sampai 100
< 175
< 15
< 50
Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m SE (tanah lunak)
tanah dengan karakteristik sebagai berikut : 1. Indeks plastisitas, PI > 20, 2. Kadar air, w ≥ 40 %, 3. Kuat geser, Śu < 25 kPa
SF (tanah khusus, Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau yang
lebih dari karakteristik berikut :
membutuhkan
•
Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban
investigasi
gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat
geoteknik spesifik
sensitif, tanah tersementasi lemah
dan respons situs.
analisis
•
spesifik-
Lempung sangat organik dan atau gambut (ketebalan H > 3m)
•
Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7,5 m dengan Indeks Plastisitas PI > 75)
Lapisan lempung lunak atau setengah teguh dengan ketebalan H > 35 m dengan Śu < 50 kPa Catatan : N/A = tidak dapat dipakai (sumber : SNI 1726-2012)
Apabila sifat tanah tidak dapat diketahui dengan jelas, maka dapat di golongkan ke dalam kelas situs SE (tanah lunak) sesuai dengan SNI 1726-2012. Dengan menggunakan data hasil investigasi, yang digunakan adalah nilai N-SPT tiap lapisan tanah hingga kedalaman 30 meter, dikarenakan sesuai dengan peraturan SNI 17262012 bahwa minimal harus hingga kedalaman 30 meter lapisan tanah yang di tinjau untuk mendesain suatu respon spektra untuk suatu struktur tahan gempa. Nilai NSPT yang diperoleh tiap lapisan tanah dihitung rata-ratanya menggunakan rumus : .................................................................................................................(1)
12 Keterangan : Ǹ
= nilai N-SPT rata-rata;
di
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter;
Ni
= nilai N-SPT setiap lapisan tanah antara kedalaman 0 sampai 30 meter; = 30 meter.
Sedangkan dengan menggunakan data kecepatan gelombang geser yang diperoleh dari seismic downhole test, dapat menggunakan rumus : ................................................................................................................. (2) Keterangan : Ǹ
= kecepatan gelombang geser rata-rata;
di
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter;
vs
= kecepatan gelombang geser setiap lapisan tanah antara kedalaman 0 sampai 30 meter; = 30 meter.
Dari kedua hasil data tersebut, dapat diklasifikasikan tanah yang ditinjau masuk kedalam kategori kelas situs yang mana berdasarkan tabel 2.3.
2.3.
Definisi Respon Spektra Respon spektra adalah diagram yang disajikan dalam bentuk grafik, yang
menggambarkan hubungan antara percepatan respon maksimum suatu sistem Satu Derajat Kebebasan akibat gempa dengan rasio redaman tertentu terhadap periode getar struktur. Satu Derajat Kebebasan adalah satu bilangan koordinat yang digunakan untuk menyatakan posisi massa pada saat tertentu saat ditinjau, sehingga Satu Derajat Kebebasan di definisikan hanya memiliki satu ruang gerak dinamik yaitu secara horizontal. Bentuk dari respon spektra merupakan fungsi acak dari periode getar alami yang awalnya meningkat hingga mencapai suatu titik maksimum kemudian menurun secara asimtotik. Respon maksimum dalam suatu sistem Satu Derajat Kebebasan dapat berupa percepatan maksimum (spectrum acceleration (SA)), kecepatan maksimum (spectrum velocity (SV)), dan simpangan maksimum (spectrum displacement (SD)).
13
Mencapai suatu titik maksimum
Menurun secara asimtotik
Gambar 2.2 Respon Spektra (sumber : SNI 1726-2012)
2.3.1. Parameter Percepatan Gempa Berdasarkan SNI 1726-2012, parameter yang digunakan dalam mendesain adalah SS yaitu percepatan batuan dasar pada periode pendek dan S1 yaitu percepatan batuan dasar pada periode 1 detik harus ditetapkan masing-masing dari respon spektra dengan percepatan 0,2 detik dan 1 detik dengan kemungkinan terlampaui 2 % dalam 50 tahun (periode ulang 2475 tahun), dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi bumi. Sedangkan untuk menentukan respon spektra percepatan gempa, diperlukan faktor amplifikasi pada periode 0,2 detik dan 1 detik yang terdiri dari Fa (faktor amplifikasi getaran pada periode pendek) dan Fv (faktor amplifikasi getaran pada periode 1 detik). Berikut adalah rumus parameter respon spektra pada percepatan periode pendek (SMS) dan periode 1 detik (SM1) : SMS = Fa x Ss ............................................................................................(3) SM1 = Fv x S1 .............................................................................................(4) Keterangan : SS
= parameter percepatan batuan dasar untuk periode pendek;
S1
= parameter percepatan batuan dasar untuk periode 1 detik.
14 Untuk menentukan nilai dari SS dan S1 adalah dengan menggunakan peta gerak tanah seismik yang telah di tetapkan oleh SNI 1726-2012 menurut wilayah masing-masing yang akan ditinjau, sedangkan nilai Fa dan Fv didapat dari tabel 2.4 dan tabel 2.5 dengan terlebih dahulu mengklasifikasikan kelas situs dari data tanah yang diperoleh.
Tabel 2.4 Koefisien Situs, Fa Kelas Situs Parameter
respons
spektral
percepatan
gempa
(MCER)
terpetakan pada periode pendek, T = 0,2 detik, Ss Ss ≤ 0,25
Ss = 0,5
Ss = 0,75
Ss = 1,0
Ss ≥ 1,25
SA
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
SB
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
SC
1,2
1,2
1,1
1,0
1,0
SD
1,6
1,4
1,2
1,0
1,0
SE
2,5
1,7
1,2
0,9
0,9
SSb
SF
Tabel 2.5 Koefisien Situs, Fv Kelas Situs Parameter
respons
spektral
percepatan
gempa
(MCER)
terpetakan pada periode 1 detik, S1 S1 ≤ 0,1
S1 = 0,2
S1 = 0,3
S1 = 0,4
S1 ≥ 0,5
SA
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
SB
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
SC
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
SD
2,4
2
1,8
1,6
1,5
SE
3,5
3,2
2,8
2,4
2,4
SF
SSb
Catatan : a)
Untuk nilai-nilai antara Ss dan S1 dapat dilakukan interpolasi linier;
b) SS = situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respon situs-spesifik. (sumber : SNI 1726-2012)
15
16
17 2.3.2. Parameter Percepatan Desain Respon Spektra Parameter percepatan dalam mendesain suatu respon spektra menggunakan SDS untuk periode pendek dan SD1 untuk periode 1 detik, dalam menggambarkan hubungan antara parameter percepatan gempa dengan parameter percepatan desain respon spektra ditunjukan pada rumus berikut : SDS = 2/3 x SMS .........................................................................................(5) SD1 = 2/3 x SM1 .........................................................................................(6) Berdasarkan SNI 1726-2012, dalam mendesain respon spektra, kurva yang ditunjukan harus mengacu dengan gambar 2.2 dengan ketentuan sebagai berikut : a) Untuk perioda yang lebih kecil dari T0, spektrum respons percepatan desain, (Sa) harus diambil dari persamaan : .........................................................................(7) b) Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0 dan lebih kecil atau sama dengan TS, spektrum respons percepatan desain (Sa) sama dengan SDS c) Untuk perioda lebih besar dari TS, spektrum respons percepatan desain (Sa) diambil berdasarkan persamaan : ................................................................................................(8) Keterangan : SDS
= parameter respons spektral percepatan desain pada periode pendek;
SD1
= parameter respons spectral percepatan desain pada periode 1 detik;
T
= periode getar fundamental struktur
T0
= 0,2
TS
=
.................................................................................(9) ..................................................................................... (10)
18 Bagian a)
Bagian b)
Bagian c)
Gambar 2.3 Desain Respon Spektra (sumber : SNI 1726-2012)
Dalam menghasilkan kurva seperti gambar 2.5 dapat menggunakan Ms. Excel sebagai alat bantu, pada bagian a) menggunakan rumus yang telah disyaratkan dengan memasukkan nilai T dari 0 hingga T0, pada bagian b) memasukkan koordinat dari parameter yang telah didapatkan (T0, SDS, Ts ), sedangkan untuk bagian c) menggunakan persamaan rumus yang telah disyaratkan, seperti pada bagian a) pada bagian ini juga memasukkan nilai T dari Ts hingga perkiraan lama getaran berlangsung, kemudian nilai yang diperoleh dari bagian a) hingga c) di plot menjadi kurva dengan T (periode) sebagai sumbu x dan Sa (percepatan respon spektra) sebagai sumbu y.
Gambar 2.4 Contoh Plot Grafik Respon Spektra di Excel
19 2.4.
Seismic Downhole Test Seismic Downhole Test adalah salah satu metode yang digunakan untuk
mengetahui sifat dan kualitas lapisan tanah berdasarkan perambatan gelombang seismik, pada umumnya metode ini dilakukan untuk mengetahui secara jelas sifat tanah pada lokasi-lokasi yang akan didirikan struktur atau bangunan yang memerlukan daya dukung dan getaran yang tinggi seperti tunnel, power house, dan lainnya. Gelombang seismik dibagi menjadi 2 yang sangat erat hubungannya, yaitu gelombang tekan (compression wave) yang kemudian disebut P-wave dan gelombang geser (shear wave) yang kemudian disebut S-wave. Pada pencatatan seismik, gelombang S-wave inilah yang muncul, baik P-wave maupun S-wave di formulasikan dengan parameter elastisitas tanah sebagai berikut : ............................................................................................... (11)
....................................................................................................... (12) Keterangan : Vp
= Kecepatan gelombang P-wave;
Vs
= Kecepatan gelombang S-wave;
v
= Poisson ratio;
E
= Modulus Young;
ρ
= Kerapatan massa.
Dari rumus tersebut dapat dihitung besaran Poisson ratio jika diketahui besarnya Vp dan Vs : ............................................................................................... (13) dan jika diketahui kerapatan massa (ρ) dapat juga dihitung : G = ρ.Vs2 ............................................................................................................... (14) E = 2G(1 + v) ......................................................................................................... (15) K = 1/3 (E / (1 – 2v)) .............................................................................................. (16) Keterangan : G
= Modulus geser;
E
= Modulus Young;
K
= Modulus Bulk.
20 2.4.1. Metode Kerja Uji downhole seismic ini dilakukan pada lokasi borehole yang telah disediakan dan cara pengerjaannya seperti pada gambar :
A
C
B
Gambar 2.5 Metode Kerja SDT (Seismic Downhole Test) (Sumber : http://www.parsan.biz/downhole-seismic-technique.aspx)
Energi yang digunakan berasal dari pemukulan kayu atau sumber lainnya diatas tanah (bagian A), pemukulan dilakukan dengan jarak tertentu dekat dengan borehole, pada borehole telah terpasang alat penerima geratan berupa triaxial geophone (bagian B) dan pengujian dilakukan setiap kedalaman 1,5 meter dan terpasang sebuah accelerometer (bagian C) yang berfungsi sebagai pemicu baik untuk impact vertikal maupun horizontal. Pada uji ini, palu yang digunakan seberat 10 kg dan dipukulkan pada balok beton atau kayu berukuran 30 cm x 30 cm x 120 cm yang terletak 1 meter dari lubang bor, balok dipukul pada arah vertikal dan pada arah horizontal, ketika dipukul pada arah vertikal maka akan terjadi polarisasi gelombang tekan dan ketika dipukul pada arah horizontal maka akan terjadi polarisasi gelombang geser.
21
P-wave 30 cm S-wave 30 cm 120 cm Gambar 2.6 Pemukulan palu pada seismic downhole test
Pada lubang bor dipasang casing PVC berdiameter 2,5” dan seismograph yang digunakan adalah Olson Instrument Freedom PC Data.
Gambar 2.7 Olson Instrument Freedom PC Data (Sumber : http://geodetic.com.au/category1095_1.html) Berikut adalah spesifikasi dari alat Olson Instrument Freedom PC Data : • 12” diagonal LCD Transflective Screen (1024x768) for Sunlight/ Night Viewing • Windows XP based low power 1,1 GHz Intel Premium M Processor, 512 MB DRAM • Plug-In Multi-Channel Data/ Source Modules • 40 GB Hard Disk with External CD-RW • 2 Internal Rechargeable Lithium Ion Batteries, ~10 Hours of Operation • Shock Mounted, Weather Water Resistant, Field Ruggedized Design
22 • 10/100 MB LAN, USB, CRT, Serial and Parallel Parts, National Instruments • 1,25 MHz, 16 Bit, 16 Channel PCI Data Acquisition Card Standard, Optional Cards Available • 110/220 V AC 50/60 Hz Auto Switching Power Supply • 12 Volt Automotive Cigarette Lighter Adapter • Ruggedized Case : Weight 23 lbs (10,5 kg), 18,5” x 14” x 6” (47 x 36 x 15 cm) (Sumber : Tarumanegara Bumiyasa) Hasil pengukuran berupa hasil rekaman di komputer, lalu di proses untuk mendapatkan first arrival time dari gelombang seismik vertikal maupun horizontal. Pada alat geophone terdapat kantung udara yang dapat diisi dengan udara semaksimal mungkin agar mendesak geophone menempel pada dinding lubang bor setiap elevasi pengujian, hal ini dilakukan agar alat geophone benar-benar menyatu pada dinding lubang bor, setelah pengamatan terhadap kedalaman tertentu udara dikosongkan lagi dan geophone dinaikkan pada kedalaman pengukuran selanjutnya, sedangkan untuk casing PVC yang dipasang di-grout bentonite dan semen agar menyatu dengan tanah.
2.4.2. Metode Analisa dan Cara Perhitungan Jarak antara sumber getaran dan geophone dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut : = (SB2 + D2)(1/2) ........................................................................................... (17)
SR
Keterangan : SR
= Jarak antara sumber getaran dan geophone (receiver);
SD
= Jarak sumber getaran dan lubang bor;
D
= Kedalaman uji dibawah permukaan tanah.
Sedangkan kecepatan gelombang tekan dan kecepatan gelombang geser dapat dihitung dengan rumus yang sudah umum digunakan, yaitu jarak dibagi dengan waktu : Vp
= SR/tp .......................................................................................................... (18)
Vs
= SR/ts .......................................................................................................... (19)
Keterangan : Vp
= Kecepatan gelombang tekan;
Vs
= Kecepatan gelombang geser;
23 tp
= Waktu kedatangan gelombang tekan;
ts
= Waktu kedatangan gelombang geser;
SR
= Jarak antara sumber getaran dan kedalaman pengujian.
Hasil pengukuran dan pengamatan seismic downhole test berupa jarak antara sumber getaran dan kedalaman pengujian (SR), waktu kedatangan gelombang tekan (tp), dan waktu kedatangan gelombang geser (ts) pada selang interval 1,5 meter setiap pengukuran data, karena analisa merupakan gaya geser akibat gempa maka yang perlu diperhatikan adalah nilai ts dan SR untuk mencari nilai setiap Vs pada lapisan yang diamati, setelah itu menggunakan rumus : .............................................................................................................. (20) Keterangan : Ǹ
: Kecepatan gelombang geser rata-rata;
di
: Tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter;
vsi
: Kecepatan gelombang geser setiap lapisan tanah antara kedalaman 0 sampai 30 meter; : 30 meter.
Rumus tersebut digunakan untuk mengklasifikasikan jenis tanah pada lokasi yang ditinjau berdasarkan tabel klasifikasi situs dari SNI 1726 - 2012.
2.5.
Standard Penetration Test Standart Penetration Test merupakan salah satu tes tanah untuk mengetahui
jenis tanah pada lokasi yang akan didirikan bangunan, pada dasarnya uji SPT ini merupakan penjatuhan palu (pada alat SPT) seberat 63,5 kg dengan tinggi jatuh 76 cm dan dilakukan pengukuran jumlah pukulan untuk menghantam tanah sedalam 30 cm searah vertikal. Pada pemukulan pertama nilai dicatat sebagai dudukan, sedangkan nilai pada pemukulan ke-2 dan ke-3 dijumlahkan untuk memdapatkan nilai pukulan N atau perlawanan SPT. Klasifikasi jenis tanah dari nilai SPT berdasarkan ketentuan SNI 1726 – 2012 dapat dilihat pada tabel 2.3.
24 2.5.1. Metode Kerja Dengan mengacu pada Standar Nasional Indonesia tahun 2008, metode kerja SPT dibagi menjadi 2, yaitu persiapan dan pelaksanaan : • Persiapan
Gambar 2.8 Standart Penetration Test (Sumber :Kovacs, William D. et al Energy Measurement in the SPT)
Yang dilakukan dalam persiapan adalah : - Menahan blok penahan pada pipa bor; - Memberikan tanda pada pipa bor yang berada di atas penahan di ketinggian 75 cm;
25 - Membersihkan lubang bor dari kotoran yang dapat menghambat pelaksanaan; - Memasang split barrel sampler pada ujung pipa bor dan pada ujung satu lagi dihubungkan dengan pipa bor yang telah dipasang blok penahan; - Memasukkan peralatan uji SPT kedalam dasar lubang bor yang direncanakan; - Memberi tanda pada batang bor dari elevasi 0 yaitu permukaan tanah, ketinggian 15 cm, 30 cm, dan 45 cm. • Pelaksanaan
Gambar 2.9 Skema pengujian SPT (Sumber : SNI 2008 – Penetrasi Tanah dengan SPT)
Langkah – langkah pelaksanaan uji SPT : - Menguji lapisan tanah setiap kedalaman 1,5 meter hingga 2 meter untuk mengetahui perubahan jenis tanah; - Menarik tali yang mengikat palu sampai pada tanda yang telah ditentukan sebelumnya atau sekitar 76 cm; - Melepas tali hingga palu jatuh bebas; - Mengulang poin 2 dan 3 hingga mencapai penetrasi 15 cm; - Menghitung jumlah pukulan N pada penetrasi 15 cm pertama; - Mengulang poin 2, 3, 4, dan 5 hingga mencapai penetrasi 15 cm yang kedua dan ketiga;
26 - Mencatat jumlah pukulan N setiap penetrasi 15 cm (15 cm pertama dicatat N1, 15 cm kedua dicatat N2, dan ketiga dicatat N3), jumlah pukulan yang dihitung adalah N2 + N3, N1 tidak dihitung karena masih kotor bekas pengeboran; - Apabila nilai N lebih besar dari 50 pukulan maka harus menghentikan pengujian dan menambah pengujian hingga minimum 6 meter; - Apabila jenis tanah batuan, maka harus dicatat jumlah pukulan setiap penetrasi 5 cm.
2.5.2. Koreksi Hasil Uji SPT Pada umumnya pelaksanaan pengujian SPT di berbagai negara dapat menggunakan 3 jenis palu yaitu donnut hammer, safety hammer, otomatik dan 4 batang bor (N, NW, A, dan AW) namun keakuratan pengujian sangat bergantung pada alat yang digunakan dan operator pelaksana uji dan yang menjadi faktor penting adalah efisiensi tenaga dari sistem yang digunakan.
Gambar 2.10 Hammer dalam uji SPT (Sumber : SNI 2008 – Penetrasi Tanah dengan SPT)
Berikut adalah koreksi hasil uji SPT berdasarkan SNI 2008 : • Berdasarkan ASTM D-4633 alat uji SPT harus dikalibrasi tingkat efisien tenaganya menggunakan alat ukur strain gauges dan accelerometer, agar standar efisiensi tenaga lebih teliti. Efisiensi tenaga sistem balok derek menggunakan palu donat (donut hammer) berkisar 35-85%, palu pengaman (safety hammer) berkisar
27 35-85% dan palu otomatik (automatic hammer) berkisar 80-100 %. Jika Ef (efisiensi yang diukur) didapat dari kalibrasi alat, maka nilai N harus dikoreksi terhadap efisiensi sebesar 60% menggunakan rumus : N60 = (Ef / 60) NM .......................................................................................................................................... (21) Keterangan : N60 = Efisiensi 60%; Ef = Efisiensi terukur; NM = Nilai N terukur yang harus dikoreksi. Biasanya nilai N terukur yang harus dikoreksi terhadap N60 dilakukan pada semua jenis tanah dan besarnya koreksi efisiensi tergantung pada lining tabung, panjang batang, dan diameter lubang bor (Skempton (1986) dan Kulhawy & Mayne (1990)). • Membandingkan pekerjaan yang telah dilakukan, yaitu : W =Fxd
.......................................................................................................................................................... (22)
Keterangan : F
= Gaya;
d
= Alihan.
KE = ½ mv2 (tenaga kinetik) PE = mgh (tenaga potensial) Keterangan : m
= Massa (g);
v
= Kecepatan tumbukan (m/s);
g
= Konstanta gravitasi (9,8 m/s2);
h
= tinggi jatuh (m).
Rasio tenaga (ER) ditentukan sebagai rasio ER = W/PE atau ER = KE/PE. • Pada beberapa hubungan korelatif, nilai terkoreksi N60 yang dinormalisasikan terhadap tegangan efektif vertikal (overburden), dinyatakan dalam (N1)60. Nilai (N1)60 menunjukan evaluasi pasir murni untuk interpretasi kepadatan relatif, sudut geser dan potensi likuifaksi. (N1)60
= NM x CN x CE x CB x CR x CS ...................................................... (23)
CN
= 2,2 / (1,2 + (s’vo / Pa)).................................................................. (24)
Keterangan : (N1)60
= Nilai SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh efisiensi tenaga 60%;
NM
= Hasil uji SPT di lapangan;
28 CN
= Faktor koreksi terhadap tegangan efektif vertikal (nilainya ≤ 1,70);
CE
= Faktor koreksi terhadap rasio tegangan palu;
CB
= Faktor koreksi terhadap diameter bor;
CR
= Faktor koreksi terhadap panjang batang SPT;
CS
= Koreksi untuk sample dengan atau tanpa pelapis (liner);
s’vo
= Tegangan efektif vertikal (kPa);
Pa
= 100 kPa.
Tabel 2.6 Koreksi dalam uji SPT (Youd, T.L. & Idriss, I.M., 2001) Faktor
Jenis Alat
Tegangan efektif
Parameter CN
vertikal Tegangan efektif vertikal
Koreksi 2,2 / (1,2 + (s’vo / Pa))
CN
CN ≤ 1,7
Rasio tenaga
Donut hammer
CE
0,5 s.d 1,0
Rasio tenaga
Safety hammer
CE
0,7 s.d 1,2
CE
0,8 s.d 1,3
Rasio tenaga
Automatic hammer
Diameter bor
65 s.d 115 mm
CB
1,0
Diameter bor
150 mm
CB
1,05
Diameter bor
200 mm
CB
1,15
Panjang batang
<3m
CR
0,75
Panjang batang
3 s.d 4 m
CR
0,8
Panjang batang
4 s.d 6 m
CR
0,85
Panjang batang
6 s.d 10 m
CR
0,95
Panjang batang
10 s.d 30 m
CR
1,0
Tabung standar
CS
1,0
CS
1,1 s.d 1,3
Pengambilan contoh Pengambilan
Tabung dengan
contoh
pelapis (liner)
29 2.6.
Pemodelan Tanah Dalam penelitian ini menggunakan metode pendekatan tanah melalui model
Mohr-Coulomb, Linear Elastic, dan HS Small yang dimodelkan dalam program Plaxis. Dari ketiga model tersebut parameter yang digunakan berbeda-beda, berikut adalah spesifikasi yang digunakan oleh setiap model.
2.6.1. Model Mohr-Coulomb Pemodelan Mohr-Coulomb merupakan pendekatan perilaku tanah yang paling sederhana dan cukup baik menjelaskan perilaku tanah dan batuan. MohrCoulomb sering disebut juga linear elastic perfectly plastic model yang dapat memodelkan sifat elastisitas tanah dengan parameter modulus kekakuan tanah (E) dan poisson ratio (v) serta memodelkan perilaku plastis tanah dengan parameter kohesi (c) dan sudut geser tanah (∅). Selain itu sudut dilatansi (ψ) juga memodelkan perilaku dilatansi tanah pada pemodelan Mohr-Coulomb ini. Dilatansi adalah fenomena yang hanya terjadi pada pasir padat dan tanah lempung yang pernah menerima beban lebih besar sebelumnya (over-consolidated) dimana ketika pasir padat atau tanah lempung tersebut menerima beban, volumenya mengalami pertambahan. Mohr-Coulomb mengacu pada teori elastoplastik, dimana prinsip dasar dari teori elastoplastik adalah regangan dapat dikategorikan dalam dua bagian yaitu regangan elastis Ǹe, dan regangan plastis Ǹp. (sumber : Dasar Teori Metoda Element Hingga Dalam Geoteknik, Gouw,2012) Hubungan antara tegangan dan regangan pada tanah tidaklah linier, namun pada pemodelan Mohr-Coulomb hubungan tersebut dijadikan 2 buah garis yang linier. Seperti pada gambar :
Gambar 2.11 Hubungan Tegangan dan Regangan pada Mohr-Coulomb
30 (sumber : Dasar Teori Metoda Element Hingga Dalam Geoteknik, Gouw,2012) Berikut ini adalah fungsi leleh atau fungsi runtuh Mohr Coulomb : f
= ½ (s’1 - s’3) – ½ (s’1 + s’3) sin ϕ’ – c cos ϕ’ = 0
saat f < 0 maka tanah akan berperilaku elastis, saat f = 0 dan df = 0 tanah akan berperilaku plastis, sedangkan saat f = 0 dan df < 0 tanah akan berperilaku elastis karena unloading dari kondisi plastis dan f > 0 tidak akan mungkin terjadi. Fungsi bidang leleh Mohr-Coulomb ditentukan oleh dua parameter kuat geser c’ dan ϕ’ (sumber : Dasar Teori Metoda Element Hingga Dalam Geoteknik, Gouw,2012)
Gambar 2.12 Persamaan Lingkaran Mohr (sumber : http://cannibalpanda6.blogspot.com/2010/02/slope-stability.html)
Kelebihan dari metode Mohr-Coulomb : • Sederhana • Sering digunakan sebagai pendekatan pertama menunjukan perilaku tanah • Parameter yang dibutuhkan cukup mudah didapat • Pada kondisi drained perilaku keruntuhan tanah didekati dengan cukup baik • Efek dilatansi dapat disertakan dalam perhitungan. Kelemahan dari metode Mohr-Coulomb : • Perilaku tanah diasumsikan isotropik dan homogen • Perilaku tanah dianggap linier sampai terjadi keruntuhan • Tidak membedakan antara proses loading maupun unloading • Perkiraan perilaku tanah pada saat undrained tidak realistic • No time dependent behavior • Kekakuan tanah dianggap konstan.
31 2.6.2. Model Linear Elastic Dasar dari model linear elastic adalah Hukum Hooke yang dapat digunakan untuk memodelkan perilaku tanah atau suatu material yang elastik dan isotropik. Parameter yang digunakan juga tidak banyak, hanya 2 parameter penting yang digunakan dalam model ini yaitu Modulus Young (E) dan poisson ratio (v) yang dapat dicari dengan mudah seperti model Mohr-Coulomb. Dalam pemodelannya linear elastic dapat memodelkan beban dinamik atau gempa, namun pada dasarnya liniear elastic lebih cocok untuk memodelkan masa yang sangat kaku didalam tanah. Rumusan dari Modulus Young adalah sebagai berikut : ......................................................................................................... (25) Dimana F adalah gaya yang bekerja dan A adalah luas penampang.
Gambar 2.13 Modulus Young (sumber : Dasar Teori Metoda Element Hingga Dalam Geoteknik, Gouw,2012)
2.6.3. Model HS Small Model Hardening Soil Model mengasumsikan model yang dibentuk adalah elastis selama proses loading maupun unloading namun pada kenyataannya perilaku tanah bisa kembali seperti semula ketika tanah meregang sepenuhnya dengan sangat kecil atau biasa disebut regangan kecil (small strain), model HS Small ini merupakan pembaharuan dari model sebelumnya yaitu Hardening Soil Model dimana memerlukan kekakuan regangan kecil dari tanah dan model kekakuan tanah untuk mengurangi ketidak linieran dengan pertambahan amplitude regangan. Kelebihan dari model ini adalah dapat menghasilkan perkiraan yang lebih akurat dan nyata dari pergerakan tanah, dan sangat berguna untuk aplikasi dinamik pada model kondisi
32 unloading seperti penggalian tanah dengan dinding penahan tanah atau penggalian terowongan bawah tanah. Rumus dari kekakuan dengan regangan kecil ini tergambar dari kurva S pada gambar 2.15, kurva tersebut merupakan hubungan modulus geser, G yang di plot sebagai fungsi logaritma dari regangan geser (shear strain). Jarak plot dari sangat kecil sampai sangat besar, dan karakteristik utama dari kurva S ini adalah modulus geser dengan regangan kecil atau G0 dan regangan geser pada saat modulus geser 70% dari G0, atau disebut sebagai g0,7.
Gambar 2.14 Kurva S untuk modulus reduksi geser dengan regangan geser (sumber : Brinkgreve R.B.J et al 2006)
Input parameter yang digunakan pada model HS Small ini hampir sama dengan model Hardening Soil Model, yaitu : 1.
: secant stiffness dari test triaxial drained.
2.
: kekakuan unloading/ reloading (
3.
: tangent stiffness dari test oedometer.
4. Kohesi, c. 5. Sudut geser, phi.
33 6.
: modulus geser dengan regangan yang sangat kecil.
7. g0,7 : regangan geser pada saat modulus geser 70% dari
.
Atkinson J. (2007) mengemukakan rumus sederhana untuk mencari modulus geser pada regangan kecil berdasarkan kecepatan gelombang dinamik adalah sebagai berikut ini : ................................................................................................................. (26) Dimana Vs adalah kecepatan gelombang geser, g adalah berat jenis dan g = 9,81 m/s2. Parameter •
didapat dengan menggunakan rumus :
Untuk Clay ........................................................................................................... (27)
Keterangan : Eu
= Kekakuan tanah pada kondisi undrained, di dapat dengan tabel korelasi
2.7; Tabel 2.7 Tabel korelasi hubungan antara Eu dan Cu Duncan
OCR < 2 Ip = 30 %
Eu / Cu = 500
Eu / Cu = 600
Ip = 50 %
Eu / Cu = 300
Eu / Cu = 300
(sumber : Hence formula agrees with Duncan & Buchignani) = poisson ratio. •
Untuk Sand (loose) ........................................................................................................ (28)
•
Untuk Sand (dense) ........................................................................................................ (29)
Keterangan : s
= Tegangan efektif (kN/ m2);
pref
= 100 kPa.
34 2.7.
Program EduShake EduShake adalah program untuk satu dimensi yang dapat menganalisis
respon spektra yang terjadi dipermukaan tanah, pada dasarnya EduShake hampir sama dengan program ProShake tetapi dibatasi oleh input motion yang sangat spesifik.
Gambar 2.15 Struktur Program EduShake (sumber : manual EduShake user) Pada prinsipnya dalam program EduShake ini adalah memasukan input motion, dan hasil keluaran EduShake adalah respon spektra, dari respon spektra tersebut dibuat menjadi respon spektra yang sesungguhnya karena respon spektra yang dihasilkan EduShake bukan seperti pada (gambar 2.2).
2.7.1. Spesifikasi Penggunaan Program EduShake Dalam program EduShake ada 3 menu utama dalam menjalankan program hingga mendapatkan respon spektra, yaitu : Input Manager, Solution Manager dan Output Manager. • Input Manager Dalam menjalankan program EduShake, input manager berperan sebagai menu input-an data yang diperoleh dilapangan, input manager terdiri dari 3 submenu yaitu profile, input motion, dan report. Dalam input manager data yang perlu dimasukkan adalah : - Profile a. Profile Title Berisi judul proyek ataupun nama profil lokasi yang ditinjau. b. No. of Layers
35 Berisi jumlah lapisan tanah yang ditinjau, biasanya berdasarkan hasil investigasi. c. Depth to water table Berisi elevasi kedalaman muka air tanah. d. Material Name Berisi nama setiap lapisan tanah. e. Modulus Reduction Curve Berisi modulus reduksi sesuai dengan jenis tanah setiap lapisan. f. Damping Curve Berisi faktor damping sesuai dengan jenis tanah setiap lapisan. g. Thickness Berisi ketebalan setiap lapisan tanah. h. Unit Weight Berisi berat jenis setiap lapisan tanah i. Max. Shear Modulus Berisi modulus geser (G) maksimum. j. Shear Wave Velocity Berisi kecepatan gelombang geser setiap lapisan. Dalam submenu ini juga user dapat menentukan output dari respon spectrum berupa acceleration, velocity, displacement dan juga dapat memasukkan mkasimal 3 faktor damping yang berbeda. - Input Motion Dalam submenu input motion, user dapat memilih jumlah motion yang digunakan dalam menganalisa respon spektra. Pada ketentuan desain spektra di Indonesia berdasarkan SNI 2002, desain harus ditinjau dari 4 data gempa yang berbeda atau motion yang digunakan. Motion tersebut berupa time history yang menjadi parameter desain di Indonesia dikarenakan Indonesia belum memiliki time history sendiri. Dalam program EduShake terdapat 8 motion yang dapat digunakan, yaitu : a. El Centro Earthquake (El Centro, California) b. Gilroy1 (Gilroy, California) c. Gilroy2 (Gilroy, California) d. Treas Earthquake (Treassure Island, San Francisco) e. Yerba Earthquake (Yerba Buena Island, San Francisco)
36 f. Taft Earthquake (Taft, California) Pada submenu ini juga terdapat pilihan untuk menggunakan animasi dan dapat memilih pada lapisan ke berapa respon spektra ditampilkan, plot respon spektra juga dapat sekaligus ditampilkan dalam 1 grafik dari motion yang berbeda-beda dan dari damping factor yang berbeda-beda. - Report Dalam submenu report, program EduShake menyediakan fasilitas berupa penataan hasil input, time-history yang dapat langsung di-print pada kertas laporan. • Solution Manager Pada solution manager program akan menghitung model yang telah dibuat secara otomatis dan hasilnya dapat dilihat dengan memilih output manager. • Output Manager Dalam output manager juga terbagi menjadi beberapa submenu : - Ground Motion Submenu ini dapat menampilkan time history pada setiap lapisan tanah yang telah di-setting output-nya pada menu profile sebelumnya dan dapat menentukan tipe plot grafik dan plot parameter. - Response Spektrum Menampilkan respon spektra dari lapisan yang ingin kita tinjau. - Depth Plots Menampilkan distribusi kedalaman setiap layer lapisan tanah yang telah dibuat sebelumnya. - Other Parameters Pada umumnya submenu ini jarang digunakan, berisi parameter lain-lain yang dibutuhkan dalam perhitungan.
2.8.
Program Plaxis Plaxis merupakan program yang berbasiskan finite element method yang
telah banyak digunakan untuk membantu keperluan engineering, terutama geoteknik. Dalam penelitian ini, plaxis yang digunakan adalah plaxis versi 8.6. Plaxis dapat memodelkan permasalahan secara plane strain dan axysimmetry, yang membedakan keduanya adalah plane strain memodelkan keadaan dimana model menerus tegak lurus bidang gambar (tidak ada regangan arah tegak lurus bidang gambar) sedangkan
37 axysimmetry memodelkan permasalahan secara sumbu putar bidang gambar (setengah lingkaran). Plaxis juga dibagi menjadi 2 elemen, 6-nodal dan 15-nodal. 6nodal lebih cepat dalam perhitungan namun tidak seakurat 15-nodal, sedangkan 15nodal membutuhkan waktu yang lebih lama dalam proses perhitungan. Plaxis juga memiliki 2 tipe pembebanan yaitu load A dan load B, sehingga dalam pemodelan dapat memasukkan beban statik dan juga beban dinamik. Dalam memodelkan beban dinamik, plaxis dapat menggukanan 2 cara. Pertama adalah dengan menggunakan settingan dynamic analysis pada saat calculation dengan memasukan data gempa yang akan digunakan, kedua adalah dengan cara pseudostatic. Berikut ini adalah langkah singkat dalam pemodelan kedua cara tersebut : 1) Cara dynamic analysis : • Memodelkan tanah • Input parameter tanah dan struktur yang digunakan • Standard fixities • Standard earthquake boundaries • Meshing • Go to initial condition, atur kondisi awal untuk tanah dan muka air • Go to calculation • Masukkan phase yang dilakukan • Pada phase analisa gempa, pilih calculation type >> dynamic analysis, atur lamanya terjadi gempa dan jenis gempa yang digunakan (respon spektra, time history) dengan meng-input pada load multiplier • Calculate • 2) Cara pseudostatic : • Masukkan gaya x acceleration sebesar 1 g sesuai dengan gempa yang terjadi, apabila ada gempa vertikal perlu ditambahkan y acceleration sebesar perbandingan terhadap gempa horizontal • Lalu pada calculation program, pada phase beban gempa akan diaktifkan, pilih >> load multiplier >> Smacc, lalu masukkan nilai x acceleration
38 Lalu dari hasil kalkulasi akan didapatkan kurva hubungan antara displacement, velocity, acceleration, multiplier, time, and step dari hal ini dapat dilihat hubungan-hubungan dari keenam parameternya dan dari hasil inilah akan dibuat analisis respon spektra untuk mengetahui kalibrasi program plaxis apakah sudah sesuai dengan respon spektra kenyataan. Untuk parameter-parameter yang belum diketahui atau tidak disertakan pada data, menggunakan korelasi berikut ini : Tabel 2.8 Hubungan antara nilai SPT dan sudut geser pada tanah pasir Nilai SPT
Sudut Geser ( )
<4
< 30
4 – 10
30 – 35
10 – 30
35 – 40
30 – 50
40 – 45
> 50
> 45 (sumber : Mayerhof, 1965)
Tabel 2.9 Hubungan antara nilai SPT dan berat jenis tanah Nilai SPT
gsat (kN/ m3)
<2
16 – 19
2–4
16 – 19
4–8
17 – 20
8 – 15
19 – 22
15 – 30
19 – 22
> 30
19 – 22
(sumber : Soil Mechanic, Lambe & Whiteman, form Terzaghi and Peck 1948) Tabel 2.10 Hubungan antara nilai SPT, kohesi dan sudut geser pada tanah lempung Nilai SPT
Cu
<2
12,5
0
2–4
12,5 – 25
0
4–8
25 – 50
0
8 – 15
50 – 100
0
15 – 30
100 – 200
0
> 30
> 200
0 (sumber : article stream stabilition project, 2007)
39 2.9.
Program Prism Hasil dari program Plaxis bukan merupakan respon spektra pada permukaan
tanah, penggunaan program Plaxis hanya menghasilkan motion gempa yang terjadi di permukaan berupa time history pada permukaan tanah dari input-an ground motion yang terjadi di batuan dasar. Untuk itu, diperlukan bantuan program Prism dalam mengolah riwayat waktu yang terjadi di permukaan menjadi respon spektra struktur yang terjadi di permukaan tanah. Prism adalah program respon seismik analisis yang berbasiskan SDOF atau single degree of freedom, prism memproses riwayat waktu yang terjadi di permukaan tanah menjadi respon spektra sehingga analisis dari batuan dasar berupa data tanah, data kecepatan gelombang geser dan sebagainya tidak diperlukan dalam menjalankan program Prism ini. Respons spektra dihitung dengan metode integrasi Newmark yang parameternya dapat dimodifikasi dalam menu pengaturan program, tingkat redaman atau damping juga dapat dimasukkan sesuai dengan analisa. Program ini menjamin keakuratan analisa dengan membatasi integrasi waktu dengan rasio yang cukup kecil untuk menghindari kesalahan numerik. Keterbatasan pada program ini pada perhitungan periode yang pendek, yaitu hanya 4 detik dimana pada umumnya hasil analisa respon spektra adalah mencapai 10 detik.
40
Gambar 2.16 Tampilan input ground motion pada program Prism (sumber : manual Prism)
